JP2002341189A - Optical module - Google Patents

Optical module

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JP2002341189A
JP2002341189A JP2001147358A JP2001147358A JP2002341189A JP 2002341189 A JP2002341189 A JP 2002341189A JP 2001147358 A JP2001147358 A JP 2001147358A JP 2001147358 A JP2001147358 A JP 2001147358A JP 2002341189 A JP2002341189 A JP 2002341189A
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JP
Japan
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lens
optical
optical module
semiconductor laser
substrate
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Application number
JP2001147358A
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Japanese (ja)
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Hideo Togawa
英男 外川
Naoki Matsushima
直樹 松嶋
Kazutami Kawamoto
和民 川本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical module whose productivity is high. SOLUTION: The optical module is provided with at least a semiconductor laser 6, a first sphere lens 1 which collimates emitted light from the semiconductor laser 6, and a second sphere lens 2 for optically connecting the collimated light to an optical fiber 14, and a matching operation of the semiconductor laser 6, the optical axis of the first lens 1, and the optical axis of the second lens 2 is eliminated by mounting these on one and the same base plate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に用いる光
モジュールに係り、特に、半導体レーザとレンズ等の光
部品を無調芯で搭載することができ、光出力の低下を抑
制して、生産性を向上させることができる光モジュール
の構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical module used for optical communication, and more particularly, to an optical module such as a semiconductor laser and a lens, which can be mounted without any alignment, thereby suppressing a decrease in optical output. The present invention relates to a structure of an optical module capable of improving productivity.

【0002】[0002]

【従来の技術】レンズを2個用いる光モジュールの従来
例としては、特開平11−344643号公報に開示さ
れているように、第1のレンズが半導体レーザの近傍に
設けられ、第2のレンズが光モジュールのパッケージに
固定される構成となっている。半導体レーザから出射さ
れる光は、第1のレンズによりコリメート光となり、次
に第2のレンズによって集光され、パッケージに接合さ
れる光ファイバへ光結合される。そして、第1のレンズ
と第2のレンズの間には、半導体レーザへの戻り光を低
減するために、光アイソレータが配置されている。この
従来技術では、半導体レーザと第1のレンズを搭載した
部品をパッケージに固定する際に、第1のレンズとパッ
ケージに予め固定されている第2のレンズの間で光軸が
数10ミクロン程度ずれていても、第1のレンズと第2
のレンズの間は光ビーム径の大きいコリメート光が通過
するために、光結合の損失は小さく、光ファイバから安
定的に光出力を取り出せる点に特徴がある。
2. Description of the Related Art As a conventional example of an optical module using two lenses, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-344463, a first lens is provided near a semiconductor laser and a second lens is provided. Are fixed to the package of the optical module. Light emitted from the semiconductor laser is converted into collimated light by the first lens, then collected by the second lens, and optically coupled to an optical fiber bonded to the package. Then, an optical isolator is arranged between the first lens and the second lens in order to reduce light returning to the semiconductor laser. According to this conventional technique, when a component on which a semiconductor laser and a first lens are mounted is fixed to a package, the optical axis is about several tens of microns between the first lens and a second lens fixed in advance to the package. The first lens and the second lens
Since the collimated light having a large light beam diameter passes between the lenses, the loss of optical coupling is small and the optical output can be stably extracted from the optical fiber.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前記の従来例では、第
1のレンズとパッケージに予め固定されている第2のレ
ンズの間の光軸が数十ミクロン程度ずれていても光結合
の損失は僅かである。しかし、光軸が数百ミクロン程度
ずれてしまうと、その損失が十数dBと大きくなるため
に、光ファイバから高い光出力を取り出すことが困難と
なる。損失を可能な限り低減して光ファイバから高い光
出力を取り出すためには、第1のレンズとパッケージに
予め固定されている第2のレンズとの間の光軸を何らか
の方法で高精度に合わせる必要がある。具体的には、半
導体レーザと第1のレンズを搭載した部品をパッケージ
内部に配置し、半導体レーザと第1のレンズの間の光軸
を延長した線が、パッケージ内に固定された第2のレン
ズの中心を通るようにする必要があった。しかも、この
光軸がずれる方向は、光軸に対して垂直な横方向と高さ
方向であるため、光軸合わせに際しては、これら光部品
を上面から観察して光軸に対して横方向を合わせるだけ
でなく、半導体レーザと第1のレンズを搭載した部品を
パッケージに固定する接合剤の厚さばらつきとパッケー
ジに固定された第2のレンズの高さばらつきも考慮して
高さ方向の光軸を合わせる必要があった。そのため、生
産数量のスループットを出しにくいという問題があっ
た。特に、長距離伝送用の光モジュールの様な、高い光
出力を要求される仕様では、光軸の少しのずれによる光
出力の低下が問題となり、特性上の歩留まりを安定的に
保ちにくいという問題があった。
In the above conventional example, even if the optical axis between the first lens and the second lens fixed in advance to the package is shifted by about several tens of microns, the loss of optical coupling is small. It is slight. However, if the optical axis deviates by about several hundred microns, the loss becomes as large as tens of dB, and it becomes difficult to extract a high optical output from the optical fiber. In order to extract a high optical output from the optical fiber while minimizing the loss, the optical axis between the first lens and the second lens fixed in advance to the package is adjusted with some accuracy. There is a need. Specifically, a component on which the semiconductor laser and the first lens are mounted is arranged inside the package, and a line extending the optical axis between the semiconductor laser and the first lens is fixed on the second package. It was necessary to pass through the center of the lens. In addition, since the direction of this optical axis shift is the horizontal direction perpendicular to the optical axis and the height direction, when aligning the optical axis, observe these optical components from the top and observe the horizontal direction with respect to the optical axis. In addition to the alignment, the light in the height direction is considered in consideration of the variation in the thickness of the bonding agent for fixing the component on which the semiconductor laser and the first lens are mounted to the package and the variation in the height of the second lens fixed to the package. The axes had to be aligned. Therefore, there is a problem that it is difficult to obtain the throughput of the production quantity. In particular, in specifications that require high optical output, such as optical modules for long-distance transmission, a small shift in the optical axis causes a reduction in optical output, and it is difficult to maintain a stable yield in characteristics. was there.

【0004】本発明の目的は、上記従来の問題を解決
し、半導体レーザと第1のレンズからなる部品と第2の
レンズの間の光軸を合わせる必要がなく、光軸合わせは
光ファイバのみとすることによって、生産性を向上でき
るようにした光モジュールを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and it is not necessary to align an optical axis between a semiconductor laser, a component including a first lens, and a second lens. Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical module capable of improving productivity.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、半導体レーザと第1のレンズと第2の
レンズを同一の基板に搭載するようにする。半導体レー
ザは、半導体レーザと前記基板上の予め設定した位置に
それぞれ位置合わせのためのマーカを形成しておき、互
いのマーカを照合して位置合わせをすることにより高精
度に搭載することができる。第1のレンズと第2のレン
ズは、前記基板上の予め設定した位置に搭載用の溝を設
けておき、その部分にそれぞれ搭載する。搭載用の溝
は、これらの部分に第1のレンズと第2のレンズを搭載
した場合に、半導体レーザからの出射光が、第1のレン
ズを介してほぼコリメート光となり、そのコリメート光
のビーム中心が第2のレンズの中心にほぼ合う様に設定
する。これにより、従来は高精度に必要であった第1の
レンズと第2のレンズ間の光軸合わせが不要になる。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a semiconductor laser, a first lens, and a second lens are mounted on the same substrate. The semiconductor laser can be mounted with high accuracy by forming markers for alignment at predetermined positions on the semiconductor laser and the substrate, respectively, and comparing and aligning the markers with each other. . The first lens and the second lens are provided with mounting grooves at predetermined positions on the substrate, and are mounted on the respective portions. The mounting groove is such that when the first lens and the second lens are mounted on these portions, the emitted light from the semiconductor laser becomes almost collimated light via the first lens, and the beam of the collimated light The center is set so as to substantially match the center of the second lens. This eliminates the need for optical axis alignment between the first lens and the second lens, which was conventionally required with high accuracy.

【0006】そして、半導体レーザと第1のレンズと第
2のレンズが搭載された基板を、半導体レーザから出射
して第1のレンズと第2のレンズを通過した光がパッケ
ージに設けられたビーム出射窓を通るように、パッケー
ジ内部に設置固定する。この場合、半導体レーザから出
射して第1のレンズと第2のレンズを通過した光が、ビ
ーム出射窓の中心からたとえ1mm程度外れたとして
も、第2のレンズからの光が損失最小で結合するように
光ファイバを位置合わせしてパッケージに固定すること
ができる。そのため、半導体レーザと第1のレンズと第
2のレンズが搭載された基板を実質的に位置合わせする
ことなくパッケージに固定することができる。以上によ
り、生産性の高い光モジュールを実現することができ
る。
Then, a light beam emitted from the semiconductor laser and passed through the first lens and the second lens is emitted from a substrate on which the semiconductor laser, the first lens, and the second lens are mounted. It is installed and fixed inside the package so as to pass through the exit window. In this case, even if the light emitted from the semiconductor laser and passing through the first lens and the second lens deviates from the center of the beam emission window by about 1 mm, the light from the second lens is coupled with minimal loss. The optical fiber can be positioned and fixed to the package as described above. Therefore, the substrate on which the semiconductor laser, the first lens, and the second lens are mounted can be fixed to the package without substantial alignment. As described above, an optical module with high productivity can be realized.

【0007】基板上に形成する第1のレンズと第2のレ
ンズを搭載する溝は、光軸が合うように形成することが
出来ればよく、如何なる方法も用いることができる。高
い位置精度で溝を形成する場合は、SiやInP等の半
導体材料を基板として異方性エッチングにより高精度に
溝をV溝形状で形成する方法を用いることができる。こ
れにより、数ミクロン以下の高い位置精度を実現するこ
とができる。尚、本発明では、上述した異方性エッチン
グ以外のレンズ搭載溝の形成方法を除外するものではな
く、十分な精度さえ出せれば機械加工等を含む如何なる
方法をも用いることができる。
The grooves for mounting the first lens and the second lens formed on the substrate only need to be formed so that the optical axes are aligned, and any method can be used. When the grooves are formed with high positional accuracy, a method of forming the grooves in a V-groove shape with high accuracy by anisotropic etching using a semiconductor material such as Si or InP as a substrate can be used. Thereby, high positional accuracy of several microns or less can be realized. In the present invention, a method of forming the lens mounting groove other than the above-described anisotropic etching is not excluded, and any method including machining can be used as long as sufficient accuracy can be obtained.

【0008】半導体レーザから出射し、第1のレンズと
第2のレンズを通過した光は、パッケージのビーム出射
窓を介して良好な光結合が得られるように光ファイバへ
導かれるが、ここで第2のレンズと光ファイバの設定距
離は、第2のレンズの作動距離に依存する。そして、第
2のレンズと光ファイバの間には、1mm程度のパッケ
ージの厚さ分が入ることになるため、第2のレンズと光
ファイバ間の距離には1.5mm程度以上の余裕を見込
む必要がある。第2のレンズとして球レンズを用いる場
合、球レンズは焦点距離が小さいので、必要な作動距離
が得られるように球レンズのサイズを決める。具体的に
は、球レンズの屈折率が1.50の場合には、作動距離
を1.5mm以上確保しようとすると、球レンズの直径
が5mm以上必要である。一方、第2のレンズとして非
球面レンズ又は集束形ロッドレンズを用いる場合には、
大きさが1〜3mm程度の場合でも作動距離を1.5m
m以上確保できる。この場合、光モジュールをより小型
化することができる。
Light emitted from the semiconductor laser and passed through the first lens and the second lens is guided to the optical fiber through the beam exit window of the package so that good optical coupling can be obtained. The set distance between the second lens and the optical fiber depends on the working distance of the second lens. Since the thickness of the package of about 1 mm is inserted between the second lens and the optical fiber, a margin of about 1.5 mm or more is expected in the distance between the second lens and the optical fiber. There is a need. When a spherical lens is used as the second lens, since the spherical lens has a small focal length, the size of the spherical lens is determined so as to obtain a required working distance. Specifically, when the refractive index of the spherical lens is 1.50, the diameter of the spherical lens needs to be 5 mm or more in order to secure the working distance of 1.5 mm or more. On the other hand, when an aspheric lens or a focusing rod lens is used as the second lens,
1.5m working distance even when the size is about 1-3mm
m or more. In this case, the size of the optical module can be further reduced.

【0009】第1のレンズと第2のレンズの外形寸法が
ほぼ同一で構成できる場合は、前記のレンズ搭載用の溝
は、同一の深さで形成できる。溝を同一の深さで形成す
る場合には、機械加工による場合でも、異方性エッチン
グによる場合でも、それら2つの溝を同時に形成できる
ため作製しやすく、従って基板の溝加工のコストを低減
できるという利点がある。
If the first lens and the second lens can be configured to have substantially the same outer dimensions, the lens mounting grooves can be formed at the same depth. When the grooves are formed at the same depth, the two grooves can be formed at the same time regardless of whether they are formed by machining or anisotropic etching. There is an advantage.

【0010】第2のレンズを固定する溝に、第1のレン
ズから見て近い方か遠い方の少なくとも一方にストッパ
ー構造を設けておくと、第2のレンズを固定する際の光
軸方向の位置決めが容易になり、生産性が更に向上す
る。
When a stopper structure is provided in at least one of the groove for fixing the second lens, which is closer or farther from the first lens, the direction of the optical axis in fixing the second lens can be improved. Positioning is facilitated, and productivity is further improved.

【0011】光アイソレータは、半導体レーザへの戻り
光を低減し、半導体レーザの動作を安定的に行わせるた
めに用いられ、通常その光軸方向の大きさは2mm程度
である。半導体レーザの種類によっては、光アイソレー
タを設置する必要がある。この場合には、第1のレンズ
と第2のレンズの間に光アイソレータを設けると好適で
ある。一方、第1のレンズと第2のレンズの間は、ほぼ
平行光であるコリメート光が通過する部分であるため、
2〜4mm程度の間隔を確保することができる。この部
分に光アイソレータを設置することで第2のレンズの作
動距離とサイズを必要以上に大きくする必要が無く、従
ってパッケージのサイズを小さく抑えることができる。
The optical isolator is used to reduce the light returning to the semiconductor laser and to stably operate the semiconductor laser, and its size in the optical axis direction is usually about 2 mm. Depending on the type of semiconductor laser, it is necessary to provide an optical isolator. In this case, it is preferable to provide an optical isolator between the first lens and the second lens. On the other hand, the space between the first lens and the second lens is a portion through which the collimated light, which is substantially parallel light, passes.
An interval of about 2 to 4 mm can be secured. By installing the optical isolator in this portion, it is not necessary to increase the working distance and the size of the second lens more than necessary, so that the size of the package can be reduced.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、幾つかの実施例を用い、図を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings by using some embodiments.

【0013】図1は本発明による光モジュールの第1の
実施例を示す一部断面側面図である。図において、2つ
のレンズが示されており、第1のレンズは第1の球レン
ズ1であり、第2のレンズは第2の球レンズ2である。
Si(シリコン)基板5上にV溝3およびV溝4を形成
し、第1の球レンズ1をV溝3によって位置決めしてS
i基板5に搭載し、第2の球レンズ1をV溝4によって
位置決めしてSi基板5に搭載し、更に、Si基板5に
は半導体レーザ6を搭載する。半導体レーザ6と第1の
球レンズ1及び第2の球レンズ2をそれぞれ搭載した部
品を金属製ステム7上に搭載する。なお、本実施例にお
いて、第2の球レンズ2から出射された光がビーム出射
窓12を通過し、光ファイバホルダ15内で合焦するよ
うに、第2の球レンズ2の焦点距離とV溝4の位置を決
める。また、第1の球レンズ1と半導体レーザ6の距離
は半導体レーザ6から出射された光が第1の球レンズ1
を透過した後、平行光になるように定める必要があるた
め、第1の球レンズ1の位置もV溝3によって位置決め
している。
FIG. 1 is a partially sectional side view showing a first embodiment of the optical module according to the present invention. In the figure, two lenses are shown, the first lens being a first spherical lens 1 and the second lens being a second spherical lens 2.
A V-groove 3 and a V-groove 4 are formed on a Si (silicon) substrate 5, and the first spherical lens 1 is positioned by the V-groove 3 so that
The second spherical lens 1 is mounted on the i-substrate 5, the second spherical lens 1 is positioned by the V groove 4, and mounted on the Si substrate 5, and further, the semiconductor laser 6 is mounted on the Si substrate 5. A component on which the semiconductor laser 6 and the first spherical lens 1 and the second spherical lens 2 are mounted is mounted on a metal stem 7. In this embodiment, the focal length of the second spherical lens 2 and V are adjusted so that the light emitted from the second spherical lens 2 passes through the beam exit window 12 and is focused in the optical fiber holder 15. Determine the position of the groove 4. The distance between the first spherical lens 1 and the semiconductor laser 6 is such that the light emitted from the semiconductor laser 6 is
After passing through the first lens, the position of the first spherical lens 1 is also determined by the V-groove 3 because it is determined that the light becomes parallel light.

【0014】尚、図1の例では、V溝3及びV溝4は、
Si基板5を異方性エッチングすることにより形成した
ものであり、Si基板表面5には熱酸化によりSiO2
膜が形成されたSi基板を用いている。これらの溝加工
の方法は、異方性エッチング法に限定されるものではな
く、機械加工、プラズマを用いたドライエッチングによ
る加工等如何なる方法も使用することができるし、その
加工形状もV形状に限定されるものではない。また、高
さ方向の寸法がほぼ同一の第1の球レンズ1と第2の球
レンズ2を用いる場合には、これらの溝3と溝4がほぼ
同一の深さで良く、従って、Si基板5にこれらの溝加
工を施す場合に加工を同時に行える利点がある。
In the example of FIG. 1, the V-groove 3 and the V-groove 4 are
It is formed by anisotropically etching the Si substrate 5, and the surface 5 of the Si substrate is made of SiO 2 by thermal oxidation.
An Si substrate on which a film is formed is used. The method of forming these grooves is not limited to the anisotropic etching method, and any method such as machining, processing by dry etching using plasma can be used, and the processing shape is also V-shaped. It is not limited. When the first spherical lens 1 and the second spherical lens 2 having substantially the same dimension in the height direction are used, the groove 3 and the groove 4 may have substantially the same depth. There is an advantage that the processing can be performed at the same time when these grooves are processed in the groove 5.

【0015】次いで、金属製ステム7上に台座8を保持
し、台座8上に受光素子9を搭載する。次いで、これら
の部品が搭載された金属製ステム7をパッケージ10に
固定する。その際、光ビーム11の光軸が、凡そパッケ
ージ10に設けられたビーム出射窓12の中心を通過す
るようにパッケージ10の所定の位置に金属製ステム7
を設置、固定する。即ち、金属ステム7をはんだによっ
てパッケージに固定する場合にはこのはんだの厚さを考
慮して金属ステム7の厚さ、または金属ステム7と基板
5の厚さを設計し、横方向(図に向かって垂直な方向)
の位置合わせを行うことによって、第2の球レンズ2か
らの出射光をビーム出射窓12の略中心を通過するよう
にさせることができる。また、金属製ステム7とパッケ
ージ10の底面間に半導体レーザ6からの熱を放熱のた
めのペルチェ素子を設ける場合には、その厚さを考慮し
て、金属製ステム7の厚さを設計する。
Next, the pedestal 8 is held on the metal stem 7, and the light receiving element 9 is mounted on the pedestal 8. Next, the metal stem 7 on which these components are mounted is fixed to the package 10. At this time, the metal stem 7 is placed at a predetermined position of the package 10 so that the optical axis of the light beam 11 passes through the center of the beam exit window 12 provided in the package 10.
Install and fix. That is, when the metal stem 7 is fixed to the package by soldering, the thickness of the metal stem 7 or the thickness of the metal stem 7 and the substrate 5 is designed in consideration of the thickness of the solder, and the horizontal direction (in the figure, Direction perpendicular to)
By performing the alignment described above, the light emitted from the second spherical lens 2 can pass through substantially the center of the beam emission window 12. When a Peltier element for radiating heat from the semiconductor laser 6 is provided between the metal stem 7 and the bottom surface of the package 10, the thickness of the metal stem 7 is designed in consideration of the thickness. .

【0016】次いで、パッケージ10に蓋13を設置し
てパッケージ10を封止する。次いで、半導体レーザ6
を駆動して光ビーム11を出射させ、光ファイバ14と
光ファイバホルダ15を、光ファイバ14から取り出さ
れる光パワーが最大となるように調芯し、レーザスポッ
ト溶接等で光ファイバ14と光ファイバホルダ15を固
定する。以上で、光モジュールが完成する。
Next, the package 10 is sealed by installing the lid 13 on the package 10. Next, the semiconductor laser 6
Is driven to emit a light beam 11, the optical fiber 14 and the optical fiber holder 15 are aligned so that the optical power extracted from the optical fiber 14 is maximized, and the optical fiber 14 and the optical fiber The holder 15 is fixed. Thus, the optical module is completed.

【0017】上述の様に、本実施例では、半導体レーザ
6と第1の球レンズ1からなる部品の光軸と第2の球レ
ンズの光軸は、Si基板5に形成された溝3と溝4によ
って自動的に合わせられるため、それらの精密な軸合わ
せを別途画像処理等の技術を用いて機械的に行う必要が
無いため、生産性を高めることができる。なお、本実施
例では、レンズとして、第1および第2の球レンズ1、
2を用いたが、レンズは球レンズに限定することなく、
例えば、ロッドレンズ、非球面レンズ等を用いることが
できる。
As described above, in this embodiment, the optical axis of the component composed of the semiconductor laser 6 and the first spherical lens 1 and the optical axis of the second spherical lens are aligned with the grooves 3 formed in the Si substrate 5. Since the alignment is automatically performed by the groove 4, it is not necessary to mechanically perform the precise axis alignment using a technique such as image processing separately, so that productivity can be improved. In this embodiment, the first and second spherical lenses 1 are used as lenses.
2 was used, but the lens was not limited to a spherical lens,
For example, a rod lens, an aspheric lens, or the like can be used.

【0018】図2は本発明による光モジュールの第2の
実施例を示す一部断面側面図である。図の実施例では、
第2の球レンズ2の代わりに、非球面レンズ2aを用い
た例を示す。非球面レンズ2aを使用する場合には、こ
の非球面レンズ2aの光軸が第1の球レンズ1の光軸と
略一致するように、基板5を削って溝を構成し、非球面
レンズ2aが搭載される面のSi基板5の端部にストッ
パー16を設けて非球面レンズ2aの位置決めをする。
この場合、非球面レンズ2aの焦点距離を考慮し、非球
面レンズ2aから出射された光は光ファイバホルダ15
の所定の位置に焦点を結ぶようにストッパー16に位置
が決められる。
FIG. 2 is a partially sectional side view showing a second embodiment of the optical module according to the present invention. In the illustrated embodiment,
An example in which an aspheric lens 2a is used instead of the second spherical lens 2 will be described. When the aspheric lens 2a is used, a groove is formed by shaving the substrate 5 so that the optical axis of the aspheric lens 2a substantially coincides with the optical axis of the first spherical lens 1. A stopper 16 is provided at the end of the Si substrate 5 on the surface on which is mounted, to position the aspherical lens 2a.
In this case, considering the focal length of the aspheric lens 2a, the light emitted from the aspheric lens 2a is
The position of the stopper 16 is determined so as to focus on the predetermined position.

【0019】図3は本発明による光モジュールの第3の
実施例を示す一部断面側面図である。図の実施例では、
第2の球レンズ2の代わりに、集束形ロッドレンズ2b
を用いた例を示す。集束形ロッドレンズ2bを使用する
場合には、この集束形ロッドレンズ2bが搭載される面
のSi基板5の端部にストッパー16を設けて集束形ロ
ッドレンズ2bの位置決めをする。この場合、集束形ロ
ッドレンズ2bの焦点距離を考慮し、集束形ロッドレン
ズ2bから出射された光は光ファイバホルダ15の所定
の位置に焦点を結ぶようにストッパー16に位置が決め
られる。図2および図3に示す実施例においても、レン
ズの位置を確定するためのストッパー16を設けること
によって、レンズ2a、2bを所望の位置に容易に位置
決め、固定することができる。従って、これらのレンズ
の例でも図1の例と同様に、高い生産性を実現できる。
FIG. 3 is a partially sectional side view showing a third embodiment of the optical module according to the present invention. In the illustrated embodiment,
Instead of the second spherical lens 2, a converging rod lens 2b
Here is an example using. When the converging rod lens 2b is used, a stopper 16 is provided at the end of the Si substrate 5 on the surface on which the converging rod lens 2b is mounted to position the converging rod lens 2b. In this case, in consideration of the focal length of the focusing rod lens 2b, the position of the light emitted from the focusing rod lens 2b is determined by the stopper 16 so as to focus on a predetermined position of the optical fiber holder 15. Also in the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, by providing the stopper 16 for determining the position of the lens, the lenses 2a and 2b can be easily positioned and fixed at desired positions. Therefore, high productivity can be realized in the example of these lenses as in the example of FIG.

【0020】図4は本発明による光モジュールの第4の
実施例を示す一部断面側面図である。図4の実施例で
は、図2で示した例に、更に光アイソレータ17を第1
の球レンズ1と非球面レンズ2aの間に搭載した場合を
示す。これにより、半導体レーザ6から出射した光が半
導体レーザ6へ戻る量を低減して半導体レーザ6の動作
を安定化できると同時に、上記2つのレンズ間に光アイ
ソレータ17を配置することで、光モジュールを必要以
上に大型化する必要が無くなる。光アイソレータ17が
必要か否かは半導体レーザ6の種類によって異なる。例
えば、DFBレーザの場合には、光アイソレータ17が
必要であり、本実施例はこのような半導体レーザを使用
する場合に好適である。
FIG. 4 is a partially sectional side view showing a fourth embodiment of the optical module according to the present invention. In the embodiment of FIG. 4, an optical isolator 17 is further added to the first embodiment shown in FIG.
Is shown between the spherical lens 1 and the aspherical lens 2a. Thereby, the amount of light emitted from the semiconductor laser 6 returning to the semiconductor laser 6 can be reduced to stabilize the operation of the semiconductor laser 6, and at the same time, by disposing the optical isolator 17 between the two lenses, the optical module It is not necessary to increase the size more than necessary. Whether the optical isolator 17 is necessary depends on the type of the semiconductor laser 6. For example, in the case of a DFB laser, an optical isolator 17 is required, and this embodiment is suitable for using such a semiconductor laser.

【0021】図5は本発明による光モジュールの第5の
実施例を示す一部断面側面図である。図5では、図4で
示した例に、更に光アイソレータ17を搭載するための
溝18を設け、ここに光アイソレータを配置した例を示
した。溝18によって、光アイソレータ17の搭載位置
を容易に知ることができ、従って搭載も容易になる。更
に、溝18の深さを適切に設定することによって、光ビ
ーム11が光アイソレータ17のほぼ中央部を通過する
ようにできる。
FIG. 5 is a partially sectional side view showing a fifth embodiment of the optical module according to the present invention. FIG. 5 shows an example in which a groove 18 for mounting the optical isolator 17 is further provided in the example shown in FIG. 4, and the optical isolator is arranged here. The groove 18 allows the mounting position of the optical isolator 17 to be easily known, thereby facilitating the mounting. Further, by appropriately setting the depth of the groove 18, the light beam 11 can pass through a substantially central portion of the optical isolator 17.

【0022】尚、図4と図5では、第2のレンズが非球
面レンズ2aである場合をそれぞれ示しているが、何れ
の実施例においても、第2のレンズとして、第2の球レ
ンズ2、又は集束形ロッドレンズ2bを用いることがで
きる。
Although FIGS. 4 and 5 show the case where the second lens is an aspherical lens 2a, in each embodiment, the second spherical lens 2a is used as the second lens. Alternatively, a focusing rod lens 2b can be used.

【0023】図6は本発明による光モジュールの第6の
実施例を示す一部断面側面図である。本実施例は図4に
示す光モジュールの金属ステム7とパッケージ10の底
面との間にペルチェ素子61を介在させ、半導体レーザ
6等からの熱を放熱する構成となっている。このペルチ
ェ素子61はパッケージ10とはんだ付けされ、更に、
ペルチェ素子61と金属ステム7とははんだ付けされ
る。ペルチェ素子61は例えば、セラミック基板61
a、61bの間に半導体61cを設けたもので、ペルチ
ェ効果によって放熱する。ペルチェ素子61を用いた場
合には、図4の実施例と比較して、パッケージ10の底
面から金属ステム7までの高さが増えるため、図4と同
一の金属ステム7や基板5を用いる場合には、ビーム出
射窓12の高さを変える必要がある。
FIG. 6 is a partially sectional side view showing a sixth embodiment of the optical module according to the present invention. In this embodiment, a Peltier element 61 is interposed between the metal stem 7 of the optical module shown in FIG. 4 and the bottom surface of the package 10 to radiate heat from the semiconductor laser 6 and the like. This Peltier element 61 is soldered to the package 10,
The Peltier element 61 and the metal stem 7 are soldered. The Peltier element 61 is, for example, a ceramic substrate 61
A semiconductor 61c is provided between a and 61b, and radiates heat by the Peltier effect. When the Peltier element 61 is used, the height from the bottom surface of the package 10 to the metal stem 7 is increased as compared with the embodiment of FIG. 4, so that the same metal stem 7 or substrate 5 as in FIG. Needs to change the height of the beam exit window 12.

【0024】図7は本発明による光モジュールの第7の
実施例を示す一部断面側面図である。図の実施例は、図
4の実施例において、第1の球レンズ1を非球面レンズ
71に置き換えた場合の実施例である。本実施例におい
ては、V溝3の代わりにストッパー72が設けられてい
る。このストッパー72によって、半導体レーザ6と非
球面レンズ72との間が適切に保たれるため、半導体レ
ーザ6から出射され、非球面レンズ71から出射された
光は略平行光になる。本実施例においても、図4の実施
例と同様な効果がある。
FIG. 7 is a partial sectional side view showing a seventh embodiment of the optical module according to the present invention. The illustrated embodiment is an embodiment in which the first spherical lens 1 is replaced with an aspherical lens 71 in the embodiment of FIG. In the present embodiment, a stopper 72 is provided instead of the V-shaped groove 3. Since the stopper 72 properly maintains the space between the semiconductor laser 6 and the aspherical lens 72, the light emitted from the semiconductor laser 6 and emitted from the aspherical lens 71 becomes substantially parallel light. This embodiment has the same effect as the embodiment of FIG.

【0025】以上述べたように、本発明によれば、半導
体レーザと、半導体レーザからの出射光をコリメートす
る第1のレンズと、前記コリメート光を光ファイバに光
結合させるための第2のレンズを同一の基板上に搭載す
ることにより、生産性の高い光モジュールを提供するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, a semiconductor laser, a first lens for collimating light emitted from a semiconductor laser, and a second lens for optically coupling the collimated light to an optical fiber Is mounted on the same substrate, an optical module with high productivity can be provided.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、生
産性の高い光モジュールを得ることができる。
As described above, according to the present invention, an optical module with high productivity can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による光モジュールの第1の実施例を示
す一部断面側面図である。
FIG. 1 is a partial sectional side view showing a first embodiment of an optical module according to the present invention.

【図2】本発明による光モジュールの第2の実施例を示
す一部断面側面図である。
FIG. 2 is a partial sectional side view showing a second embodiment of the optical module according to the present invention.

【図3】本発明による光モジュールの第3の実施例を示
す一部断面側面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional side view showing a third embodiment of the optical module according to the present invention.

【図4】本発明による光モジュールの第4の実施例を示
す一部断面側面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional side view showing a fourth embodiment of the optical module according to the present invention.

【図5】本発明による光モジュールの第5の実施例を示
す一部断面側面図である。
FIG. 5 is a partial sectional side view showing a fifth embodiment of the optical module according to the present invention.

【図6】本発明による光モジュールの第6の実施例を示
す一部断面側面図である。
FIG. 6 is a partially sectional side view showing a sixth embodiment of the optical module according to the present invention.

【図7】本発明による光モジュールの第7の実施例を示
す一部断面側面図である。
FIG. 7 is a partial sectional side view showing a seventh embodiment of the optical module according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1の球レンズ、2…第2の球レンズ、2a…非球
面レンズ、2b…集束形ロッドレンズ、3…溝、4…
溝、5…Si基板、6…半導体レーザ、7…金属製ステ
ム、8…台座、9…受光素子、10…パッケージ、11
…光ビーム、12…ビーム出射窓、13…蓋、14…光
ファイバ、15…光ファイバホルダ、16…ストッパ
ー、17…光アイソレータ、18…溝。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st spherical lens, 2 ... 2nd spherical lens, 2a ... Aspherical lens, 2b ... Focusing rod lens, 3 ... Groove, 4 ...
Groove, 5: Si substrate, 6: Semiconductor laser, 7: Metal stem, 8: Pedestal, 9: Light receiving element, 10: Package, 11
... light beam, 12 ... beam emission window, 13 ... cover, 14 ... optical fiber, 15 ... optical fiber holder, 16 ... stopper, 17 ... optical isolator, 18 ... groove.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川本 和民 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Fターム(参考) 2H037 AA01 BA03 CA14 CA15 CA16 CA21 DA05 DA12 DA13 DA18 DA38  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kazutani Kawamoto 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term in Hitachi, Ltd. Production Technology Research Laboratory F-term (reference) 2H037 AA01 BA03 CA14 CA15 CA16 CA21 DA05 DA12 DA13 DA18 DA38

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体レーザと、前記半導体レーザからの
出射光をコリメートする第1のレンズと、前記コリメー
ト光を光ファイバに光結合させるための第2のレンズと
を同一の基板上に搭載したことを特徴とする光モジュー
ル。
A semiconductor laser, a first lens for collimating light emitted from the semiconductor laser, and a second lens for optically coupling the collimated light to an optical fiber are mounted on the same substrate. An optical module, comprising:
【請求項2】請求項1記載の光モジュールにおいて、前
記第1のレンズ又は前記第2のレンズを、前記基板の一
部を異方性エッチングにより形成した溝部に搭載するこ
とを特徴とする光モジュール。
2. An optical module according to claim 1, wherein said first lens or said second lens is mounted in a groove formed by anisotropically etching a part of said substrate. module.
【請求項3】請求項1記載の光モジュールにおいて、前
記第1のレンズは球レンズ、非球面レンズ、集束形ロッ
ドレンズのいずれかであり、前記第2のレンズは、球レ
ンズ、非球面レンズ及び集束形ロッドレンズのいずれか
であることを特徴とする光モジュール。
3. The optical module according to claim 1, wherein said first lens is any one of a spherical lens, an aspherical lens, and a focusing rod lens, and said second lens is a spherical lens, an aspherical lens. And an optical module, which is one of a converging rod lens.
【請求項4】請求項2記載の光モジュールにおいて、前
記第1のレンズと前記第2のレンズを搭載する溝が、ほ
ぼ同一の深さであることを特徴とする光モジュール。
4. The optical module according to claim 2, wherein the grooves for mounting the first lens and the second lens have substantially the same depth.
【請求項5】請求項2記載の光モジュールにおいて、前
記第1のレンズ、前記第2のレンズの一方または両方を
搭載する溝が、前記第1のレンズ、前記第2のレンズの
一方または両方を光軸方向で位置合わせをして位置を確
定するためのストッパーであることを特徴とする光モジ
ュール。
5. The optical module according to claim 2, wherein the groove for mounting one or both of the first lens and the second lens has one or both of the first lens and the second lens. An optical module, characterized in that the optical module is a stopper for determining the position by aligning in the optical axis direction.
【請求項6】請求項1記載の光モジュールにおいて、前
記第1のレンズと前記第2のレンズの間に光アイソレー
タを配置することを特徴とする光モジュール。
6. The optical module according to claim 1, wherein an optical isolator is arranged between said first lens and said second lens.
【請求項7】請求項6記載の光モジュールにおいて、前
記基板上に光アイソレータを設置するための溝を設け、
この位置に光アイソレータを設置することを特徴とする
光モジュール。
7. An optical module according to claim 6, wherein a groove for installing an optical isolator is provided on said substrate,
An optical module having an optical isolator installed at this position.
【請求項8】請求項1記載の光モジュールにおいて、パ
ッケージを設け、該パッケージの底面と該基板の間にペ
ルチェ素子を配置することを特徴とする光モジュール。
8. The optical module according to claim 1, wherein a package is provided, and a Peltier element is arranged between a bottom surface of the package and the substrate.
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